Příprava mobilních strojů na zimu

Stroje i lidé potřebují péči, u strojů ji nazýváme údržbou. Stejně jako u lidí, je i u strojů velmi důležitá péče preventivní, soustavně a pečlivě vykonávaná. Stroje, jimž se takové péče dostává, budou sloužit dobře, spolehlivě a dlouhou dobu. Blíží se období, kdy se teploty pohybují pod bodem mrazu a je častá vysoká vlhkost vzduchu. Aby stroje mohly spolehlivě pracovat i v tomto období a aby byly před zimními vlivy chráněny, měly by být správně připraveny. Správně a včasně provedená příprava ušetří mnoho starostí, problémů, ale i mimořádných výdajů.

Podzimní a zimní období výraznou měrou zvyšuje namáhání strojů, které v tomto období vyžadují zvýšenou péči – údržbu. Čas, který je věnován preventivní údržbě, se vyplácí, protože je možné předcházet problémům, a to nejen technickým, ale také logistickým.
Příprava mobilních strojů na zimní období se liší podle toho, zda stroj bude i v tomto období pracovat nebo bude na čas z provozu vyřazen a uskladněn. U strojů, které zůstávají v nadcházejícím období v provozu, mohou způsobit technické problémy zejména teploty pod bodem mrazu, zvýšená vlhkost vzduchu, chemické posypové prostředky na silnicích, zemina, bláto a jiné nečistoty. Tyto činitele kladou vyšší nároky na všechny soustavy strojů, zejména na akumulátor a dobíjecí soustavu. Zvýšené nároky se mohou projevit nejen technickými problémy, ale také snížením pohotovosti strojů.
Koroze patří k hlavním činitelům vytvářejícím technické problémy u strojů, které jsou uskladňovány. Časté střídání teplot, které mnohdy klesají pod rosný bod, opakovaně ovlhčují povrchy, a tím vytváří vhodné prostředí pro probíhající elektrochemickou korozi. Také dlouho trvající nehybnost mechanismů může napomáhat vzniku místní kontaktní a štěrbinové koroze. Stejně jako mechanické prvky, jsou v zimním období zvýšeně namáhány i jednotlivé náplně, které jsou znehodnocovány vzdušnou vlhkostí a probíhá jejich zrychlené stárnutí. Zejména u bioolejů a biopaliv se vytvářejí polymerující oxidační produkty, které jsou lepivé a zanášejí filtry, potrubí, ventily.
Připomeňme si proto několik hlavních zásad, kterými je vhodné se řídit při uskladňování strojů na delší dobu a při přípravě strojů na zimní provoz.

Uskladňování sezónních strojůStrojům, které je nutno odstavit z provozu na delší dobu, hrozí především korozní poškození. Proto je nutné takovéto stroje, přesněji řečeno jejich choulostivá místa, konzervovat. Vážné korozní poškození hrozí především na těchto částech strojů:
l funkční povrchy pracovních prostorů, např. stěny válců spalovacích motorů, vnitřní prostory vstřikovacích čerpadel a trysek, skluzy, řemenice a variátory, kluzná i valivá ložiska,
l součásti hydraulických zařízení, tj. pístnice, oka, čepy a závity hydraulických válců, vyčnívající konce šoupátek a ovládací páky rozváděčů, rychlospojky, hřídele rotačních hydromotorů, náboje a jejich drážkování, potrubí a jejich šroubení,
l součásti mechanismů, které z funkčních důvodů nemohou být opatřeny nátěrem, např. žací lišty, řezná ústrojí, pružiny, volné a závitové konce hřídelů, šroubů a táhel.
Dříve, než bude zmíněn postup uskladnění, je potřeba si připomenout, jak pracuje atmosférická koroze na ocelových a litinových součástech. Jedná se o elektrochemický děj, který probíhá za přítomnosti vlhkosti (stačí i málo postřehnutelná kondenzační vlhkost) a některého z dalších korozních činitelů, mezi které patří vzdušný kyslík, oxid siřičitý, oxidy dusíku, oxid uhličitý, sloučeniny chlóru aj. Atmosféra všechny tyto látky obsahuje. Na povrch strojů se dostávají ze vzduchu, z deště a sněhu, s prachovým spadem, s posypovými látkami z vozovek atd. Je-li nechráněný ocelový nebo litinový povrch v kontaktu s některým z korozních činitelů, probíhají chemické reakce, při kterých vznikají různé sloučeniny obsahující železo. Ty dále reagují navzájem i s původními korozními činiteli a na povrchu materiálu narůstá vrstva korozních produktů – rez. Na materiálech obsahujících železo probíhají reakce tak, až se nakonec uvolní původní korozní činitel. Tím je uzavřen cyklus, který se může stále opakovat. Po určité době rozvoje pokračuje tento děj i bez přísunu dalších korozních činitelů z okolí. Může tedy probíhat i pod nátěrem, konzervační vrstvou nebo pod vrstvou maziva.
Je tedy zřejmé, že má-li být povrch materiálu účinně a dlouhodobě chráněn, musí být nejprve zbaven všech nečistot a rzi a potom chráněn před kontaktem s korozními činiteli, tedy konzervován.

Vhodný postup při uskladňování
Nejlépe je ukládat stroj, který je celkově zkontrolován a opraven a ze kterého jsou v prvním kroku pečlivě a důkladně odstraněny všechny nečistoty a rzi a jsou opraveny všechny místně poškozené nátěry.
Před uložením stroje se pokud možno vymění motorový olej (výměnu oleje je vhodné načasovat po ukončení sezóny, po výměně oleje je nutno nechat motor alespoň krátce pracovat, aby se všechny prostory zaplnily čerstvým olejem).
Spalovací prostory motoru se konzervují tak, že se částečně naplní vhodným olejem (čerstvým motorovým olejem toho druhu, který je v motoru) nebo vhodným konzervačním olejem. Píst v každém válci se nastaví do horní úvratě a kompresní prostor se zaplní olejem. Otvory pro vstřikovače se pečlivě zazátkují čistými hadry napuštěnými stejným druhem oleje.
Vstřikovací čerpadlo a trysky se konzervují tak, že se zaplní vhodným konzervačním olejem s malou viskozitou. Nejlépe se to provede tak, že se demontují vstřikovače z hlav válců, na vstup vstřikovacího čerpadla se přivede konzervační olej, nastaví se plná dodávku paliva a protočením motoru spouštěčem se vstřikovací čerpadlo, vysokotlaké potrubí a vstřikovače zaplní olejem. Nastaví se nulová dodávka paliva. Nakonzervované vstřikovače se označí a uloží na vhodné místo.
Kluzná a valivá uložení strojů se konzervují tak, že se domažou běžně používaným mazivem. Je-li to možné, uložení se po domazání protočí.
Zvláště důležité u strojů používajících biopalivo je vypuštění, vyčištění a uzavření palivové nádrže.
Pístnice hydraulických válců je nejlépe zcela zasunout. Pokud to není možné, tak se jejich oka, čepy a závity konzervují viskózním konzervačním olejem nebo voskem. K nanášení je vhodný štětec s dlouhými měkkými štětinami. Zvláštní pozornost je třeba věnovat tomu, aby byly pístnice nakonzervovány až k ucpávce válce. Všechny ovládací prvky hydraulických systémů se nastaví do neutrální polohy.
Veškeré nekryté závity hřídelů a šroubů se i s maticemi a podložkami natřou konzervačním prostředkem. Z hlediska usnadnění pozdější demontáže je vhodné tuto konzervaci provádět i během provozu strojů i u často demontovaných spojení. Velmi dobře se v praxi k tomuto účelu osvědčil Resistin Car.
Ošetření všech řetězů a řemenů je také velmi důležité. Řetězy se sejmou, vyčistí a ponoří (alespoň na hodinu) do zahřátého mazadla na řetězy. Zahřívá se ve vodní lázni na teplotu mazadla 70 až 80 °C. Po vyjmutí se řetězy nechají okapat, po vychladnutí se lehce otřou a namontují. Před jejich montáží se konzervují také řetězová kola. Kožené řemeny je třeba sejmout a impregnovat řemenářským voskem. Gumotextilní a polyamidové řemeny mají být při uskladňování stroje povoleny.
Takto ošetřený stroj se umístí na vyhrazené místo tzv. na špalky a sníží se tlak v pneumatikách asi na polovinu normálního tlaku (zůstane-li stroj stát na pneumatikách, upraví se tlak v pneumatikách na normální hodnotu.) Uzavřou se či spolehlivě zakryjí všechny otvory (výfukové a sací potrubí motoru, víka nádrží a zásobníků aj.). Vypustí se všechny vodní náplně a ponechají otevřené všechny výpustné otvory. Uvolní se výpustné otvory a odtoky ze všech prostorů stroje, kde by se mohla hromadit dešťová voda nebo kondenzující vlhkost.
Odejmou se ty části, které budou skladovány odděleně (palubní počítač, navigační systém, akumulátor, autorádio, nářadí aj.). Na volant nebo k ovládání spouštěče se umístí tabulka s potřebnou výstrahou (např. Pozor – bez vody).

Startovací akumulátor
Startovací olověný kumulátor, a to i tzv. bezúdržbový, je vhodné před zimním období vyjmout, očistit, zkontrolovat a plně dobít mimo vozidlo. Akumulátor je vhodné podrobit úplnému cyklu, tj. po krátkém počátečním dobíjení vybít do dosažení nejnižší dovolené hustoty elektrolytu nebo, u akumulátorů kde nelze měřit hustotu, do dosažení nejnižšího dovoleného napětí a ihned dobíjet normálním dobíjecím proudem do plného nabití. Plné nabití akumulátoru je signalizováno tím, že:
l hustota elektrolytu dosáhla maximální hodnoty v předepsaném rozmezí (1,26 až 1,28 g/cm3) a dále se již ani po dvou hodinách dobíjení nezvyšuje,
l napětí jednotlivých článků (nebo celého akumulátoru) dosáhlo maximální hodnoty v předepsaném rozmezí a dále se již ani po dvou hodinách dobíjení nezvyšuje,
l po opětovném zapnutí dobíjení začnou během několika sekund živě „plynovat“ desky obojí polarity,
l v případě, je-li akumulátor nabíjen zdrojem o konstantním napětí (charakteristika nabíječe U), lze za znak plného nabití považovat pokles proudu na nejnižší hodnotu, která se během následujících čtyř hodin nemění.
Takto provedené dobití akumulátoru mimo jiné také vyrovná rozdíly hustoty elektrolytu v různých hloubkách.
Během provozu akumulátoru totiž může docházet k vytváření vrstev elektrolytu s rozdílnou hustotou. Toto rozvrstvení se odstraní „promícháním“ elektrolytu, ke kterému právě dochází při „plynování“ akumulátoru, tedy při jeho dobíjení napětím vyšším než napětí „plynovací“, které je 14,4 až 14,7 V. Není však vhodné dobíjet delší dobu napětím vyšším než plynovacím, tedy akumulátor přebíjet, protože tím dochází k poklesu hladiny elektrolytu a poškození aktivních hmot akumulátoru. Pokles hladiny elektrolytu má být vyrovnán dolitím destilovanou vodou.
Měření hustoty elektrolytu je jednoduchou zkouškou, která indikuje stav nabití akumulátoru. Při vybíjení akumulátoru klesá hustota elektrolytu a vzrůstá nebezpečí zamrznutí elektrolytu. Vztah mezi nabitím, bodem mrznutí a hodnotou hustoty elektrolytu změřeného hustoměrem je v grafu 1 na straně 9. Stav nabití se zjistí následujícím postupem:
– od levé stupnice se vede vodorovná čára v místě naměřené hustoty (například 1,20),
– v průsečíku s křivkou „stav nabití“ se vede svislice,
– na dolní stupnici se potom odečte výsledek (50 %).
Pokud je potřeba zjistit bod mrznutí elektrolytu, postupuje se takto:
– od levé stupnice se vede vodorovná čára v místě naměřené hustoty (například 1,20),
– v průsečíku s křivkou „stav nabití“ se vede svislice,
– v průsečíku této svislice s křivkou „elektrolyt“ se vede vodorovná čára k pravé stupnici a zde se odečte teplota tuhnutí elektrolytu (–30 °C).
Ošetřený, tj. plně dobitý, čistý, suchý akumulátor je třeba namontovat do stroje tak, aby byl sice pevně, ale pružně upevněn a nemohl se pohybovat. Jsou-li upevňovací šrouby utaženy příliš silně, může prasknout nádoba akumulátoru, který je tím zničen. To platí pro upevnění horní i spodní. Jestliže se akumulátor může pohybovat, dojde dříve nebo později ke zkratu, který může zničit nejen akumulátor, ale způsobit i požár či výbuch celého stroje.
Svorky připojovacích kabelů musí být čisté, správně nasazené a dotažené na pólové vývody akumulátoru. Kabely musí být dostatečně dlouhé, aby silově nenamáhaly pólové vývody. Je snad samozřejmé, že nejprve se připojuje kabel na plus pól, teprve potom kabel na minus pól (kostru). Při demontáži se naopak nejprve odpojí kabel od kostry. U strojů s komfortním elektronickým systémem je také třeba před odpojením akumulátoru učinit opatření, která umožní jejich opětovnou aktivaci. To se týká například zakódovaného autorádia, autoalarmu, imobilizéru.

Dobíjecí soustava a péče o niÚkolem dobíjecí soustavy je zásobovat elektrickou energií veškeré spotřebiče během provozu a přitom ještě udržovat akumulátor v nabitém stavu. S povinností svítit a v podzimním a zimním období vznikají na dobíjecí soustavu zvýšené požadavky. Během provozu je hlavním zdrojem elektrické energie v převážné většině dnešních strojů alternátor spolu s regulátorem napětí, který musí bezpodmínečně udržovat předepsané napětí. Současně výkon alternátoru musí být takový, aby svým výkonem pokryl zvýšenou potřebu elektrických zařízení.
Kontrola dobíjecí soustavy se provádí při zapnutých důležitých spotřebičích (kromě zapalování také osvětlení, ventilátor, klimatizace apod.) a při středních otáčkách spalovacího motoru. V případě, že je naměřeno předepsané napětí, je dobíjecí soustava v pořádku. Obvyklé je provozní napětí 14 V ± 0,5 V. Napětí se nejsnadněji měří přímo na svorkách akumulátoru. Vhodné je také překontrolovat velikost odebíraného proudu, k čemuž nejlépe poslouží klešťový ampérmetr. Některé soustavy však mohou mít napětí vyšší, až 14,8 V, potom však je třeba použít předepsaný akumulátor, který je proveden tak, že toto zvýšené napětí může snášet bez poškození.
Déle trvající přebíjení, nebo naopak nedostatečné nabíjení se projeví zkrácením technického života akumulátoru. Přebíjení lze snadno kontrolovat na základě poklesu hladiny elektrolytu. Pokud je provozní napětí nižší než požadované, nestačí se zásobovat elektrické spotřebiče, akumulátor je nedostatečně nabíjen, dochází v něm k sulfataci a se zkrácením jeho technického života dochází také ke snížení spolehlivosti stroje.
Pokud dobíjecí soustava nesplňuje uvedené podmínky, je třeba určit příčinu a odstranit ji. Je-li však dobíjecí soustava za uvedených podmínek ve spodní polovině tolerančního rozmezí, nejedná se o závadu z hlediska dobíjení. V takovém případě je ale vhodné během zimního období provést několikeré dobití akumulátoru mimo vozidlo. Potřeba dobití se také zvyšuje, existuje-li ve vozidle trvalá spotřeba, např. digitální hodiny, autoalarm aj. Tyto systémy mají velmi malý příkon, ovšem nepřetržitý. Mnohdy se také objevuje skrytý odběr způsobený částečnými zkraty a navlhlými vodiči.

Nabíječe a dobíječe akumulátorů
Nabíjení a dobíjení akumulátorů musí být prováděno správně. To znamená také použití nabíječe vhodných vlastností. Nejdůležitější vlastností nabíječe je jeho charakteristika, která určuje chování nabíječe v průběhu nabíjení, tj. jeho reakci na změny odporu a případného současného zatížení akumulátoru.
K označení charakteristik nabíječe, a tím také různých způsobů nabíjení se používají tato označení:
U = charakteristika pro stálé napětí
I = charakteristika pro stálý proud
W = charakteristika pro klesající průběh
o = samočinné přepnutí na jinou charakteristiku
a = samočinné vypnutí
Jsou-li v průběhu nabíjení použity různé charakteristiky přepínané ručně nebo (častěji) automaticky, označí se režim nabíjení kombinací uvedených označení. Jejich pořadí udává časový průběh nabíjení. Například nabíjení IoUa znamená, že zpočátku je akumulátor nabíjen konstantním proudem (I), poté se automaticky přepne (o) na konstantní napětí (U), po dosažení konečné hodnoty napětí se automaticky vypne (a).
Dobíjecí soustava vozidel má (má mít) charakteristiku U. Pro externí nabíječe pro nabíjení (dobíjení) startovacích akumulátorů jsou vhodné charakteristiky W, I, IU, dnes se většinou nabízejí poloautomatické nabíječe, tedy s charakteristikami Wa, Ia, IoUa, které automaticky přepínají charakteristiky a vypínají se po ukončení nabíjení.
Při nabíjení podle charakteristiky Wa (graf 2a), proud plynule klesá s rostoucím napětím až na ustálenou hodnotu.
Nabíječ s touto charakteristikou většinou není regulovaný, je jednoduchý, nabíjení je pomalé. Není-li jmenovitý proud nabíječe dovolen pro trvalé zatížení, může se takový nabíječ použít pouze pro baterie, jejichž kapacita v Ah není větší než pětinásobek jmenovitého proudu, jinak je nebezpečí poškození (spálení) nabíječe.
Při nabíjení podle charakteristiky Ia (graf 2b), je udržován konstantní proud po celou dobu nabíjení. Pokud nemá nabíječ automatickou regulaci, vyžaduje časté doregulování hodnoty proudu. Pro konstantní proud se snadno určuje množství dodané energie, proto se tato charakteristika často používá při uvádění nových akumulátorů do provozu a při zkouškách akumulátorů.
Nabíjení podle charakteristiky IoUa (graf 2c) probíhá ve dvou úsecích. V prvém úseku se nabíjí konstantním proudem až do dosažení hodnoty plynovacího napětí, potom se nabíjí při konstantním (plynovacím) napětí. Tím se omezí maximální proud nabíječe a rychle je dosaženo dílčího nabití (80 % asi za 1 až 1,5 h). Plné nabití však trvá dlouho. Jestliže se ihned po připojení nabíječe dosáhne plynovacího napětí, probíhá potom nabíjení celou dobu podle charakteristiky U. To je (má být) situace na vozidle se správně seřízenou dobíjecí soustavou.
Na závěr lze říci, že dobře zvládnutá péče o stroj, zvláště pak o akumulátor a dobíjecí soustavu, v podzimních a zimních podmínkách přináší efekt ve snížení počtu problémů, které souvisí především s nemožností spustit prochladlý motor stroje. Ruku v ruce s tím jdou i nemalé finanční ztráty plynoucí například z nedodržených dodacích lhůt apod. Péče o stroj se tedy vždy vyplatí.

Prof. Ing. Josef Pošta, CSc.
Ing. Bohuslav Peterka
Ing. Martin Pexa Ph.D.
Česká zemědělská univerzita v Praze
Technická fakulta, katedra jakosti a spolehlivosti strojů